(57)【要約】【課題】揺れによる振動吸収部材の破壊を抑制することができる制振構造、及びこれに用いられる振動吸収部材。【解決手段】地震の揺れが大きい場合は、間柱２０は、構造用合板３４の動きに追従し、間柱２０と構造用合板３４の釘３２は抜けることなく締結は維持され、構造用合板３４の動きが間柱２０によって規制される。これにより、構造用合板３４と柱１６及び梁１８の変位差が抑えられ、ゴム部材２４の破断が抑制される。すなわち、剛性が低く構造用合板３４の動きに追従する間柱２０と構造用合板３４を結合させることで、大きな揺れを受けても、間柱２０が構造用合板３４の動きに追従し、構造用合板３４と間柱２０の結合は維持され、構造用合板３４の動が抑制される。これにより、構造用合板３４と柱１６及び梁１８の変位差が抑えられ、ゴム部材２４の破断が抑制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の縦材と複数個の横材を連結して構成され、構造物を構築する構造部材と、
前記構造部材に振動吸収部材を介して取り付けられる壁部材と、
一対の前記縦材の間に配置され、前記構造部材に取付けられると共に、前記壁部材に固定され、前記壁部材の動きに追従する支持部材と、
を有することを特徴とする制振構造。
【請求項２】
前記支持部材の剛性を前記構造部材の剛性より低くしたことを特徴とする請求項１記載の制振構造。
【請求項３】
前記支持部材の両端部を前記構造部材へ回転自在に軸支させたことを特徴とする請求項１記載の制振構造。
【請求項４】
前記縦材は、柱であって、
前記横材は、梁又は土台であって、
前記壁部材は、構造用合板であること特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載の制振構造。
【請求項５】
前記縦材は、柱であって、
前記横材は、梁又は土台であって、
前記壁部材は、石膏ボート等の内壁材であること特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載の制振構造。
【請求項６】
前記支持部材は、隣り合う前記柱の間に配置された間柱であること特徴とする請求項４又は５記載の制振構造。
【請求項７】
前記構造用合板、又は石膏ボート等の前記内壁材が前記間柱に釘で固定されていることを特徴とする請求項６記載の制振構造。
【請求項８】
前記構造用合板、又は石膏ボート等の前記内壁材が前記間柱にネジで固定されていることを特徴とする請求項６記載の制振構造。
【請求項９】
前記支持部材は、紐状部材であること特徴とする請求項１乃至５何れか１項記載の制振構造。
【請求項１０】
前記振動吸収部材は、変形して振動を吸収する粘弾性部材を備えることを特徴とする請求項１乃至９何れか１項記載の制振構造。
【請求項１１】
前記粘弾性部材は、高減衰ゴムを材料とするゴム部材であることを特徴とする請求項１０記載の制振構造。
【請求項１２】
請求項１乃至１１何れか１項に記載された制振構造に用いられることを特徴とする振動吸収部材であって、
複数個の縦材と複数個の横材を連結して構成され、構造物を構築する構造部材に取り付けられる第一金属板と、
補強部材としての壁部材に取り付けられる第二金属板と、
前記第一金属板と前記第二金属板に挟持され変形して振動を吸収する粘弾性部材と、
を備えることを特徴とする振動吸収部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の揺れを抑える制振構造、及びこの制振構造に用いられる振動吸収部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震時に構造物の構造部材へ作用する剪断力を分担する壁部材と構造部材への結合方法には、制振効果を発揮させたりするため、各種の結合方法が提案されている。
例えば、特許文献１には、構造部材と壁部材を粘弾性体で結合する構成が記載されている。
【０００３】
つまり、粘弾性体で連結させることで、これに用いられる粘弾性材料の変形特性を利用して振動を吸収して構造物の揺れを抑える構造となっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１８０５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、地震の揺れが大きい場合は、剛性が高い壁部材と構造部材は互いに変位を異にして大きく揺れ、お互い揺れの挙動が複雑になるため、変形が集中する部分が発生しやすく、大きく変形した部分から破断が始まりやすい。
【０００６】
つまり、揺れの大きな地震で粘弾性材料等の振動吸収部材が破壊してしまうと、その後の地震（揺り返し等）には、振動吸収部材による制振効果が奏しなくなる。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮し、揺れによる振動吸収部材の破壊を抑制することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係る制振構造は、複数個の縦材と複数個の横材を連結して構成され、構造物を構築する構造部材と、前記構造部材に振動吸収部材を介して取り付けられる壁部材と、一対の前記縦材の間に配置され、前記構造部材に取付けられると共に、前記壁部材に固定され、前記壁部材の動きに追従する支持部材と、を有することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、壁部材が、複数個の縦材と複数個の横材から構成される構造部材に振動吸収部材を介して取り付けられている。
【００１０】
ここで、地震の揺れが大きい場合は、壁部材と縦材及び横材は互いに変位を異にして大きく揺れ、壁部材を縦材及び横材に取り付けている振動吸収部材が破壊してしまうことが考えられる。
【００１１】
しかし、壁部材には、構造部材に取付けられると共に、壁部材と追従する支持部材が固定されている。このため、壁部材が揺れても支持部材との結合は維持され、さらに、揺れを受けた壁部材の動きが支持部材を中心とした回転運動となる。これにより、壁部材と縦材及び横材の挙動がシンプルになり、一箇所に変形が集中する事がなくなり、振動吸収部材の破壊が抑制される。
【００１２】
さらに、挙動が推測可能となり、各部分の変位差に合わせた振動吸収部材の対応が可能となる。
【００１３】
本発明の請求項２に係る制振構造は、請求項１記載において、前記支持部材の剛性を前記構造部材の剛性より低くしたことを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、支持部材の剛性を構造部材より低くすることで、支持部材を壁部材の動きに追従させることができる。つまり、支持部材と構造部材へ同じ材料を使用する場合は、支持部材の断面を縦材及び横材の断面より小さくすることで壁部材の動きに支持部材を追従させることができる。
【００１５】
本発明の請求項３に係る制振構造は、請求項１記載において、前記支持部材の両端部を前記構造部材へ回転自在に軸支させたことを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、支持部材の両端部を構造部材に回転自在に軸支させることで、支持部材を壁部材の動きに追従させることができる。つまり、支持部材と構造部材の取付方法を変えるだけで壁部材の動きに支持部材を追従させることができる。
【００１７】
本発明の請求項４に係る制振構造は、請求項１乃至３何れか１項記載において、前記縦材は、柱であって、前記横材は、梁又は土台であって、前記壁部材は、構造用合板であること特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、縦材は、柱であって、横材は、梁又は土台であって、壁部材は、構造用合板である。つまり、振動吸収部材の破壊が抑制される制振構造を従来の木造在来工法へ採用することができる。
【００１９】
本発明の請求項５に係る制振構造は、請求項１乃至３何れか１項記載において、前記縦材は、柱であって、前記横材は、梁又は土台であって、前記壁部材は、石膏ボート等の内壁材であること特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、縦材は、柱であって、横材は、梁又は土台であって、壁部材は、石膏ボート等の内壁材である。つまり、振動吸収部材の破壊が抑制される制振構造を従来の木造在来工法等へ採用することができる。
【００２１】
本発明の請求項６に係る制振構造は、請求項４又は５項記載において、前記支持部材は、隣り合う前記柱の間に配置された間柱であること特徴とする。
上記構成によれば、支持部材は、隣り合う柱の間に配置された間柱であるため、支持部材として新たな部材を設定する必要がない。
【００２２】
本発明の請求項７に係る制振構造は、請求項６項記載において、前記構造用合板、又は石膏ボート等の前記内壁材が前記間柱に釘で固定されていることを特徴とする。
上記構成によれば、構造用合板又は石膏ボート等の内壁材が間柱に釘で固定されている。つまり、汎用性の有る固定具で固定することができるため、コストを抑えることができる。
【００２３】
本発明の請求項８に係る制振構造は、請求項６項記載において、前記構造用合板、又は石膏ボート等の前記内壁材が前記間柱にネジで固定されていることを特徴とする。
【００２４】
上記構成によれば、構造用合板又は石膏ボート等の内壁材が間柱にネジで固定されている。つまり、汎用性の有る固定具で固定することができるため、コストを抑えることができる。
【００２５】
本発明の請求項９に係る制振構造は、請求項１乃至５何れか１項記載において、前記支持部材は、紐状部材であること特徴とする。
上記構成によれば、支持部材は、紐状部材であるため、例えばロープ等を用いて振動吸収部材の破壊を抑制することができる。
【００２６】
本発明の請求項１０に係る制振構造は、請求項１乃至９何れか１項記載において、前記振動吸収部材は、変形して振動を吸収する粘弾性部材を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、振動吸収部材は、変形して振動を吸収する粘弾性部材を備えるため、例えば、ゴム等の粘弾性体を使用することでコストを抑えることができる。
【００２７】
本発明の請求項１１に係る制振構造は、請求項１０項記載において、前記粘弾性部材は、高減衰ゴムを材料とするゴム部材であることを特徴とする。
上記構成によれば、粘弾性部材は、高減衰ゴムであるため、振動エネルギーを効率よく吸収することができる。
【００２８】
本発明の請求項１２に係る振動吸収部材は、請求項１乃至１１何れか１項に記載された制振構造に用いられることを特徴とする振動吸収部材であって、複数個の縦材と複数個の横材を連結して構成され、構造物を構築する構造部材に取り付けられる第一金属板と、補強部材としての壁部材に取り付けられる第二金属板と、前記第一金属板と前記第二金属板に挟持され変形して振動を吸収する粘弾性部材と、を備えることを特徴とする。
【００２９】
上記構成によれば、第一金属板と、第二金属板と、これらに挟持された粘弾性部材を備える振動吸収部材を請求項１乃至９何れか１項に記載された制振構造に用いることで、振動吸収部材の揺れによる破壊が抑制される。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、揺れによる振動吸収部材の破壊を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の第１実施形態に係る制振構造１０について図１から図７に基づいて説明する。
図７に示されるように、本第１実施形態の制振構造１０は、戸建ての建物１２の洋室の壁或いは和室の壁に収まるような厚みと幅を持った枠状の構造部材１４を備えている。
【００３２】
図５に示されるように構造部材１４は、上下へ延びる一対の柱１６と水平方向へ延びる一対の梁１８を備えており、柱１６の上下端は、一対の梁１８に接合金物（図示省略）によって固定されている。なお、建物１２の一階の下側の梁１８については、土台と呼ばれるが、本実施形態では、構造部材１４の横材を一括して梁１８と称する。
【００３３】
さらに、一対の柱１６の間には、断面が柱１６及び梁１８より小さくされた間柱２０が上下に延びて設けられており、間柱２０の上下端は、一対の梁１８に接合金物（図示省略）によって固定されている。
【００３４】
また、矩形平板状の構造用合板３４が構造部材１４の壁を成形するために設けられており、この構造用合板３４は、柱１６及び梁１８に構造用合板３４側から打ち込まれる複数個の釘３２で固定されており、さらに、構造用合板３４は間柱２０に間柱２０側から打ち込まれる複数個の釘３２によって固定されている。
【００３５】
また、図２に示されるように、構造用合板３４と柱１６及び梁１８は、振動吸収部材２２によって複数箇所で固定されている。
【００３６】
図４に示されるように、振動吸収部材２２は、粘弾性体としての減衰性の高い高減衰ゴム材料（損失係数（ゴムに作用する応力とひずみの位相差をδとしたときにｔａｎ（δ）で表される）が０．１〜０．６）から成形される矩形状のゴム部材２４と、このゴム部材２４を一端部に結合されると共に、柱１６又は梁１８（図５参照）と結合されるＬ字状のＬ字ブラケット２６と、ゴム部材２４を他端部に結合されると共に、構造用合板３４（図５参照）と結合される平板状の平板ブラケット２８を備えている。また、Ｌ字ブラケット２６及び平板ブラケット２８には、構造部材１４に釘３２で固定する際に釘３２が挿通する複数個の円孔２６Ａ、２８Ａが設けられている。
【００３７】
なお、Ｌ字ブラケット２６とゴム部材２４、及び平板ブラケット２８とゴム部材２４は、加硫接着等で強固に連結されている。また、高減衰ゴムの履歴復元力特性の一例を図６のグラフ（横軸は水平変位δを示し、縦軸は水平荷重Ｑを示す）に示すが、高減衰ゴムが変形して復元する間に斜線部のエネルギーが高減衰ゴムによって吸収されることが分かる。つまり、高減衰ゴムは、変形することで振動エネルギーを効率よく吸収することができる。
【００３８】
図３に示されるように、振動吸収部材２２のＬ字ブラケット２６は円孔２６Ａを挿通して柱１６に打ち込まれた釘３２によって柱１６に固定され、平板ブラケット２８は円孔２８Ａを挿通して構造用合板３４に打ち込まれた釘３２によって構造用合板３４に固定されている。
【００３９】
つまり、地震等で構造用合板３４と柱１６及び梁１８が相対的に揺れた場合は、ゴム部材２４が変形して制振効果を奏するようになっている。
【００４０】
次に、本実施形態の制振構造１０の作用について説明する。
図１（Ａ）（Ｂ）に示されるように、地震等によって、建物１２（図７参照）が左右方向へ揺れると、梁１８が左右へ平行移動し、柱１６が左右へ傾倒し、上側の梁１８と柱１６の連結部は円孔状に移動する。
【００４１】
一方、構造用合板３４は、構造部材１４が移動する力を釘３２等を介して受けるが、剛性が高い面内力として受けるため、構造用合板３４は、構造部材１４の移動に追従することなく揺れる。このため、構造部材１４及び構造用合板３４は、互いに変位を異にして揺れ、これにより、釘３２の保持力以上の力が釘３２に作用すると、釘３２が構造用合板３４から抜けて、構造用合板３４と柱１６及び梁１８との釘３２による結合は解除される。なお、図１（Ａ）（Ｂ）については、構造部材１４及び構造用合板３４の揺れを分かりやすく表現するため、実際の変形より大きくして記載している。
【００４２】
しかし、振動吸収部材２２による構造用合板３４と構造部材１４との結合については、図３に示されるゴム部材２４が変形するため、振動吸収部材２２による結合は解除されることなく、さらに、ゴム部材２４の変形により、建物１２（図７参照）の揺れが吸収される。
【００４３】
ここで、地震の揺れが大きい場合は、構造部材１４及び構造用合板３４は、互いに変位を異にして揺れ、ゴム部材２４が破断して、ゴム部材２４の変形による制振効果が期待できなくなることが考えられる。
【００４４】
つまり、最初の大きな揺れでゴム部材２４が破断してしまうと、揺り返し等の場合に、制振効果がなくなり、建物１２（図７参照）が大きく揺れてしまう。
【００４５】
しかし、本実施形態の構造用合板３４は、上下端が梁１８に取付けられた間柱２０と釘３２によって締結されている。さらに、前述したように、間柱２０の断面は、柱１６及び梁１８より小さくされ、柱１６及び梁１８に比べて剛性が低くなっている。このため、間柱２０は、構造用合板３４の動きに追従し、間柱２０と構造用合板３４の釘３２は抜けることなく締結は維持される。
【００４６】
このように、間柱２０との締結が維持されることで、揺れを受けた構造用合板３４の動きが間柱２０を中心とした回転運動となる。これにより、構造用合板３４と柱１６及び梁１８の挙動がシンプルになり、一箇所に変形が集中する事がなくなり、ゴム部材２４の破壊が抑制される。
また、挙動が推測可能となり、各部分の変位差に合わせた振動吸収部材の対応が可能となる。
【００４７】
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、振動吸収部材にゴム部材２４を設け、ゴム部材２４を変形させることで、振動を吸収させたが、これに替えて、制振用ダンパー等を使用して振動を吸収させてもよく、運動エネルギーを熱エネルギーに替えて振動を吸収するものであればよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、振動吸収部材にゴム部材２４の材料として高減衰ゴム材料を使用したが、これに替えて、一般ゴム材料（例えばＥＰＤＭラバー等）を使用して振動を吸収させてもよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、釘を使用して、構造用合板３４と間柱２０等を結合させたが、これに替えて、木ネジ等を用いて結合してもよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、壁部材として構造用合板３４を例にとって説明したが、これに替えて、壁部材として石膏ボート等の内壁材を使用してもよい。
【００５１】
次に、本発明の制振構造１０の第２実施形態を図８、図９に従って説明する。
なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
本実施形態では、図９に示されるように、間柱５０の断面は、柱１６及び梁１８の断面より小さくされておらず、それに替えて、間柱５０の上下端は、梁１８に回動可能に支持されている。
【００５３】
詳細には、半円状の固定具５２が円孔を対抗させるように上側の梁１８と下側の梁１８に釘３２で取り付けられており、固定具５２に設けられた軸ピン５４が間柱５０の端部に設けられた円孔（図示省略）を挿通することで、間柱５０が梁１８に回動可能に支持されるようになっている。なお、固定具５２は、梁１８の反対側（紙面裏側）にも取り付けられており、一対の固定具５２で間柱５０を挟んでいる。
【００５４】
この構成により、図８に示されるように、大きな揺れに対して、間柱５０は、軸ピン５４を中心に回動し、構造用合板３４の動きに追従するようになっている。
【００５５】
次に、本発明の制振構造１０の第３実施形態を図１０に従って説明する。
なお、第２実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
本実施形態では、図１０に示されるように、間柱５０は、設けられておらず、それに替えて、紐状部材としてのロープ６０の両端が軸ピン５４に固定されている。さらに、ロープ６０と構造用合板３４は、高強度接着材で固定されている。
【００５７】
この構成により、図５１に示されるように、大きな揺れに対して、ロープ６０は、軸ピン５４を中心に回動し、構造用合板３４の動きに追従するようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】（Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係る制振構造を示し、地震によって構造部材等が揺れた状態を示した正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る制振構造を示した正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る制振構造を示し、振動吸収部材による構造部材と構造用合板の結合を示した断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る制振構造に採用された振動吸収部材を示した斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る制振構造を示した分解斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る制振構造に採用された振動吸収部材に備えられた高減衰ゴムの履歴復元力特性の一例をグラフで示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る制振構造が採用された建物の概略正面図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）本発明の第２実施形態に係る制振構造を示し、地震によって構造部材等が揺れた状態を示した正面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る制振構造を示した正面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る制振構造を示した正面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０      制振構造
１２      建物（構造物）
１４      構造部材
１６      柱（縦材）
１８      梁（横材）
２０      間柱（支持部材）
２２      振動吸収部材
２４      ゴム部材（粘弾性部材）
２６      Ｌ字ブラケット（第一金属板）
２８      平板ブラケット（第二金属板）
３２      釘
３４      構造用合板（壁部材）
５０      間柱（支持部材）
６０      ロープ（紐状部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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